目前，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是汽車(chē)電子領(lǐng)域發(fā)展的一項(xiàng)新技術(shù)。它不僅是解決汽車(chē)電子化中的線(xiàn)路復(fù)雜和線(xiàn)束增加問(wèn)題的技術(shù)，而且其通訊和資源共享能力成為新的電子與計(jì)算機(jī)技術(shù)在車(chē)上應(yīng)用的一個(gè)基礎(chǔ)，是車(chē)上信息與控制系統(tǒng)的支撐。

　　汽車(chē)電子網(wǎng)絡(luò)按功能可分為面向控制的網(wǎng)絡(luò)(CON)和面向信息傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)(ION)。按網(wǎng)絡(luò)信息傳輸速度，美國(guó)汽車(chē)工程師協(xié)會(huì)(SAE)將網(wǎng)絡(luò)分為A， B，C三類(lèi)。A類(lèi)為低速網(wǎng)，波特率在9600bps以下，進(jìn)而波特率在125kbps以下為中速網(wǎng)B類(lèi)，125kbps以上為高速網(wǎng)C類(lèi)。車(chē)輪速度(即車(chē)輪繞輪軸旋轉(zhuǎn)的線(xiàn)速度)傳感器(簡(jiǎn)稱(chēng)輪速傳感器)信號(hào)，可供發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊、防抱制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)控制模塊及儀表控制模塊共享，使車(chē)輛在制動(dòng)過(guò)程中，防抱制動(dòng)控制模塊和發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊聯(lián)合控制，達(dá)到最佳制動(dòng)效能。發(fā)達(dá)國(guó)家雖已普遍使用ABS系統(tǒng)，但對(duì)輪速信號(hào)處理的方法以硬件和軟件的形式作為ABS系統(tǒng)的電子控制器(ECU)的一部分而制成專(zhuān)用電路和芯片加以保護(hù)。國(guó)內(nèi)對(duì)輪速信號(hào)的處理大多存在輪速識(shí)別的門(mén)檻值過(guò)高(車(chē)速即車(chē)體的速度低于10km/h時(shí)就無(wú)法正確測(cè)量車(chē)輪速度)的問(wèn)題。

　　筆者利用研制的轉(zhuǎn)鼓輪速傳感器試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行試驗(yàn)，針對(duì)輪速傳感器產(chǎn)生的信號(hào)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了基于CAN總線(xiàn)的汽車(chē)輪速傳感器信號(hào)處理電路，并用單片機(jī)對(duì)此信號(hào)采集、量化。結(jié)果顯示:設(shè)計(jì)出的輪速傳感器系統(tǒng)具有輪速測(cè)量門(mén)檻低(車(chē)速達(dá)3km/h)、工作可靠、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，可作為CAN總線(xiàn)局域網(wǎng)的測(cè)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)傳感器信號(hào)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的變送。

　　輪速傳感器

　　由于磁電式傳感器工作穩(wěn)定可靠，幾乎不受溫度、灰塵等環(huán)境因素的影響，所以，目前在汽車(chē)中使用的輪速傳感器廣泛采用變磁阻式電磁傳感器。變磁阻式輪速傳感器由定子和轉(zhuǎn)子組成。定子包括感應(yīng)線(xiàn)圈和磁頭(為永久磁鐵構(gòu)成的磁級(jí))兩部分。轉(zhuǎn)子可以是齒圈或齒輪兩種形式。齒輪形式的轉(zhuǎn)子如圖1(a)所示。磁頭固定在磁極支架上，支架固定在長(zhǎng)軸上，齒圈通過(guò)輪轂、制動(dòng)轂連為一體，長(zhǎng)軸穿過(guò)車(chē)輪與內(nèi)部的軸承配合，如圖1(b)所示。

　　轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與車(chē)輪的角速度成正比。轉(zhuǎn)鼓帶動(dòng)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，傳感器轉(zhuǎn)子的齒頂、齒間的間隙交替地與磁極接近、離開(kāi)，使定子感應(yīng)線(xiàn)圈中的磁場(chǎng)周期性的變化，在線(xiàn)圈中感應(yīng)出交流正弦波信號(hào)。控制試驗(yàn)臺(tái)使車(chē)輪運(yùn)轉(zhuǎn)在各種工況，對(duì)傳感器輸出信號(hào)進(jìn)行測(cè)量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了變磁阻式輪速傳感器產(chǎn)生的信號(hào)具有如下特征：
(1)傳感器產(chǎn)生的信號(hào)為接近零均值的正弦波信號(hào)；

　　(2)正弦波信號(hào)的幅值受氣隙間隔(磁頭與齒圈間的氣隙，一般在1.0mm左右為最理想)和車(chē)輪轉(zhuǎn)速的影響。氣隙間隔越小，車(chē)輪速度越高，正弦波信號(hào)的幅值越大；

　　(3)正弦波信號(hào)的頻率受齒圈的齒數(shù)和車(chē)輪轉(zhuǎn)速的影響，為每秒鐘經(jīng)過(guò)磁頭線(xiàn)圈的齒數(shù)，即等于齒圈齒數(shù)乘以每秒鐘的輪速。變磁阻式輪速傳感器所產(chǎn)生的信號(hào)如圖2所示。

　　試驗(yàn)?zāi)M的是BJ212車(chē)型的前輪，用轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速模擬車(chē)速。當(dāng)控制轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速為3km/h時(shí)，88齒的傳感器產(chǎn)生正弦波信號(hào)的幅值約為1V，其頻率為 31Hz；當(dāng)控制轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速為100km/h時(shí)，傳感器產(chǎn)生的正弦波信號(hào)的幅值約為7V，其頻率為1037Hz。由于齒輪加工產(chǎn)生的毛刺和其它環(huán)境因素的影響，實(shí)際信號(hào)為在上述信號(hào)中疊加了一定頻率成分干擾信號(hào)，見(jiàn)圖2(b)。

　　輪速信號(hào)的檢測(cè)

　　將輪速傳感器輸出的每個(gè)正弦波信號(hào)調(diào)理整形產(chǎn)生一個(gè)方波信號(hào)，后續(xù)電路對(duì)方波信號(hào)的處理可有以下幾種方法：(1)直接送單片機(jī)的T0記數(shù)，用T1作定時(shí)器。在每個(gè)T1定時(shí)時(shí)間內(nèi)讀出T0的記數(shù)值，經(jīng)計(jì)算得到輪速；(2)將方波信號(hào)先進(jìn)行F/V轉(zhuǎn)換，再由單片機(jī)A/D轉(zhuǎn)換而得到輪速；(3)方波信號(hào)送單片機(jī)的外部中斷/INT0引腳，將其設(shè)定為邊沿觸發(fā)方式，用T1作定時(shí)器對(duì)方波信號(hào)進(jìn)行周期測(cè)量，經(jīng)計(jì)算得到輪速。第一種方法在低速時(shí)所測(cè)得的輪速誤差較大。假定輪速不變，每個(gè)T1定時(shí)時(shí)間讀一次T0的記數(shù)值，在T1i和T1i+1時(shí)間內(nèi)讀得數(shù)值由于讀數(shù)時(shí)磁頭與齒頂?shù)奈恢藐P(guān)系有時(shí)會(huì)相差1，輪速較低時(shí)， T1定時(shí)時(shí)間內(nèi)T0的記數(shù)值較小，因而相對(duì)誤差較大，導(dǎo)致輪速識(shí)別的門(mén)檻值過(guò)高。第二種方法可提高低速時(shí)的測(cè)量準(zhǔn)確度，但增加了硬件F/V和A/D轉(zhuǎn)換芯片的開(kāi)支。第三種方法可以在不增加硬件開(kāi)支的前提下，有效地提高低速時(shí)的測(cè)量準(zhǔn)確度。

　　輪速傳感器系統(tǒng)硬件

　　輪速傳感器系統(tǒng)的硬件以80C31單片微機(jī)為核心(外部擴(kuò)展8kRAM和8kEPROM)。外圍電路有信號(hào)處理電路、總線(xiàn)控制及總線(xiàn)接口等電路。其結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示。